MUON/AliMUONRecoCheck.cxx

   1 /**************************************************************************
   2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
   7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 /// \class AliMUONRecoCheck
  20 /// Utility class to check reconstruction
  21 /// Reconstructed tracks are compared to reference tracks.
  22 /// The reference tracks are built from AliTrackReference for the
  23 /// hit in chamber (0..9) and from kinematics for the vertex parameters.
  24 //-----------------------------------------------------------------------------
  25
  26 // 13 Nov 2007:
  27 // Added a method to create a list of reconstructed AliMUONTrack objects from
  28 // ESD data. This is necessary since the track objects that are actually created
  29 // during offline reconstruction are no longer stored to disk.
  30 //  - Artur Szostak <artursz@iafrica.com>
  31 // 25 Jan 2008:
  32 // Use the new ESDInterface to create MUON objects from ESD data
  33 // - Philippe Pillot
  34
  35 #include "AliMUONRecoCheck.h"
  36 #include "AliMUONTrack.h"
  37 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  38 #include "AliMUONVCluster.h"
  39 #include "AliMUONVClusterStore.h"
  40 #include "AliMUONConstants.h"
  41 #include "AliMUONESDInterface.h"
  42
  43 #include "AliMCEventHandler.h"
  44 #include "AliMCEvent.h"
  45 #include "AliStack.h"
  46 #include "AliTrackReference.h"
  47 #include "AliLog.h"
  48 #include "AliESDEvent.h"
  49 #include "AliESDMuonTrack.h"
  50
  51 #include <TFile.h>
  52 #include <TTree.h>
  53 #include <TParticle.h>
  54 #include <TParticlePDG.h>
  55 #include <Riostream.h>
  56
  57 /// \cond CLASSIMP
  58 ClassImp(AliMUONRecoCheck)
  59 /// \endcond
  60
  61 //_____________________________________________________________________________
  62 AliMUONRecoCheck::AliMUONRecoCheck(Char_t *esdFileName, Char_t *pathSim)
  63 : TObject(),
  64 fMCEventHandler(new AliMCEventHandler()),
  65 fESDEvent(new AliESDEvent()),
  66 fESDTree (0x0),
  67 fESDFile (0x0),
  68 fCurrentEvent(0),
  69 fTrackRefStore(0x0),
  70 fRecoTrackRefStore(0x0),
  71 fRecoTrackStore(0x0)
  72 {
  73   /// Normal ctor
  74
  75   // TrackRefs and Particules
  76   fMCEventHandler->SetInputPath(pathSim);
  77   fMCEventHandler->InitIO("");
  78
  79   // ESD MUON Tracks
  80   fESDFile = TFile::Open(esdFileName); // open the file
  81   if (!fESDFile || !fESDFile->IsOpen()) {
  82     AliError(Form("opening ESD file %s failed", esdFileName));
  83     fESDFile = 0x0;
  84     return;
  85   }
  86   fESDTree = (TTree*) fESDFile->Get("esdTree"); // get the tree
  87   if (!fESDTree) {
  88     AliError("no ESD tree found");
  89     fESDFile->Close();
  90     fESDFile = 0x0;
  91     return;
  92   }
  93   fESDEvent->ReadFromTree(fESDTree); // link fESDEvent to the tree
  94 }
  95
  96 //_____________________________________________________________________________
  97 AliMUONRecoCheck::~AliMUONRecoCheck()
  98 {
  99   /// Destructor
 100   delete fMCEventHandler;
 101   delete fESDEvent;
 102   if (fESDFile) fESDFile->Close();
 103   ResetStores();
 104 }
 105
 106 //_____________________________________________________________________________
 107 void AliMUONRecoCheck::ResetStores()
 108 {
 109   /// Deletes all the store objects that have been created and resets the pointers to 0x0
 110   delete fTrackRefStore;      fTrackRefStore = 0x0;
 111   delete fRecoTrackRefStore;  fRecoTrackRefStore = 0x0;
 112   delete fRecoTrackStore;     fRecoTrackStore = 0x0;
 113 }
 114
 115 //_____________________________________________________________________________
 116 Int_t AliMUONRecoCheck::NumberOfEvents() const
 117 {
 118   /// Return the number of events
 119   if (fESDTree) return fESDTree->GetEntries();
 120   return 0;
 121 }
 122
 123 //_____________________________________________________________________________
 124 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::ReconstructedTracks(Int_t event)
 125 {
 126   /// Return a track store containing the reconstructed tracks (converted into
 127   /// MUONTrack objects) for a given event
 128   if (event != fCurrentEvent) {
 129     ResetStores();
 130     fCurrentEvent = event;
 131   }
 132
 133   if (fRecoTrackStore != 0x0) return fRecoTrackStore;
 134   else {
 135     if (!fESDTree) return 0x0;
 136     if (fESDTree->GetEvent(event) <= 0) {
 137       AliError(Form("fails to read ESD object for event %d", event));
 138       return 0x0;
 139     }
 140     MakeReconstructedTracks();
 141     return fRecoTrackStore;
 142   }
 143 }
 144
 145 //_____________________________________________________________________________
 146 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::TrackRefs(Int_t event)
 147 {
 148   /// Return a track store containing the track references (converted into
 149   /// MUONTrack objects) for a given event
 150   if (event != fCurrentEvent) {
 151     ResetStores();
 152     fCurrentEvent = event;
 153   }
 154
 155   if (fTrackRefStore != 0x0) return fTrackRefStore;
 156   else {
 157     if (!fMCEventHandler->GetEvent(event)) {
 158       AliError(Form("fails to read MC objects for event %d", event));
 159       return 0x0;
 160     }
 161     MakeTrackRefs();
 162     return fTrackRefStore;
 163   }
 164 }
 165
 166 //_____________________________________________________________________________
 167 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::ReconstructibleTracks(Int_t event)
 168 {
 169   /// Return a track store containing the reconstructible tracks for a given event
 170   if (event != fCurrentEvent) {
 171     ResetStores();
 172     fCurrentEvent = event;
 173   }
 174
 175   if (fRecoTrackRefStore != 0x0) return fRecoTrackRefStore;
 176   else {
 177     if (TrackRefs(event) == 0x0) return 0x0;
 178     MakeReconstructibleTracks();
 179     return fRecoTrackRefStore;
 180   }
 181 }
 182
 183 //_____________________________________________________________________________
 184 void AliMUONRecoCheck::MakeReconstructedTracks()
 185 {
 186   /// Make reconstructed tracks
 187   if (!(fRecoTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 188
 189   // loop over all reconstructed tracks and add them to the store (skip ghosts)
 190   Int_t nTracks = (Int_t) fESDEvent->GetNumberOfMuonTracks();
 191   for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
 192     AliESDMuonTrack* esdTrack = fESDEvent->GetMuonTrack(iTrack);
 193     if (esdTrack->ContainTrackerData()) AliMUONESDInterface::Add(*esdTrack, *fRecoTrackStore);
 194   }
 195
 196 }
 197
 198 //_____________________________________________________________________________
 199 void AliMUONRecoCheck::MakeTrackRefs()
 200 {
 201   /// Make reconstructible tracks
 202   AliMUONVTrackStore *tmpTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 203   if (!tmpTrackRefStore) return;
 204
 205   Double_t x, y, z, pX, pY, pZ, bendingSlope, nonBendingSlope, inverseBendingMomentum;
 206   TParticle* particle;
 207   TClonesArray* trackRefs;
 208   Int_t nTrackRef = fMCEventHandler->MCEvent()->GetNumberOfTracks();
 209   AliMUONVClusterStore* cStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 210   if (!cStore) return;
 211   AliMUONVCluster* hit = cStore->CreateCluster(0,0,0);
 212
 213   // loop over simulated tracks
 214   for (Int_t iTrackRef  = 0; iTrackRef < nTrackRef; ++iTrackRef) {
 215     Int_t nHits = fMCEventHandler->GetParticleAndTR(iTrackRef, particle, trackRefs);
 216
 217     // skip empty trackRefs
 218     if (nHits < 1) continue;
 219
 220     // get the particle charge for further calculation
 221     TParticlePDG* ppdg = particle->GetPDG();
 222     Int_t charge = (Int_t)(ppdg->Charge()/3.0);
 223
 224     AliMUONTrack track;
 225
 226     // loop over simulated track hits
 227     for (Int_t iHit = 0; iHit < nHits; ++iHit) {
 228       AliTrackReference* trackReference = static_cast<AliTrackReference*>(trackRefs->UncheckedAt(iHit));
 229
 230       // skip trackRefs not in MUON
 231       if (trackReference->DetectorId() != AliTrackReference::kMUON) continue;
 232
 233       // Get track parameters of current hit
 234       x = trackReference->X();
 235       y = trackReference->Y();
 236       z = trackReference->Z();
 237       pX = trackReference->Px();
 238       pY = trackReference->Py();
 239       pZ = trackReference->Pz();
 240
 241       // check chamberId of current trackReference
 242       Int_t chamberId = AliMUONConstants::ChamberNumber(z);
 243       if (chamberId < 0 || chamberId >= AliMUONConstants::NTrackingCh()) continue;
 244
 245       // set hit parameters
 246       hit->SetUniqueID(AliMUONVCluster::BuildUniqueID(chamberId, 0, 0));
 247       hit->SetXYZ(x,y,z);
 248       hit->SetErrXY(0.,0.);
 249
 250       // compute track parameters at hit
 251       bendingSlope = 0;
 252       nonBendingSlope = 0;
 253       inverseBendingMomentum = 0;
 254       if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 255         bendingSlope = pY/pZ;
 256         nonBendingSlope = pX/pZ;
 257       }
 258       Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 259       if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 260       inverseBendingMomentum *= charge;
 261
 262       // set track parameters at hit
 263       AliMUONTrackParam trackParam;
 264       trackParam.SetNonBendingCoor(x);
 265       trackParam.SetBendingCoor(y);
 266       trackParam.SetZ(z);
 267       trackParam.SetBendingSlope(bendingSlope);
 268       trackParam.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 269       trackParam.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 270
 271       // add track parameters at current hit to the track
 272       track.AddTrackParamAtCluster(trackParam, *hit, kTRUE);
 273     }
 274
 275     // if none of the track hits was in MUON, goto the next track
 276     if (track.GetNClusters() < 1) continue;
 277
 278     // get track parameters at particle's vertex
 279     x = particle->Vx();
 280     y = particle->Vy();
 281     z = particle->Vz();
 282     pX = particle->Px();
 283     pY = particle->Py();
 284     pZ = particle->Pz();
 285
 286     // compute rest of track parameters at particle's vertex
 287     bendingSlope = 0;
 288     nonBendingSlope = 0;
 289     inverseBendingMomentum = 0;
 290     if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 291       bendingSlope = pY/pZ;
 292       nonBendingSlope = pX/pZ;
 293     }
 294     Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 295     if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 296     inverseBendingMomentum *= charge;
 297
 298     // set track parameters at particle's vertex
 299     AliMUONTrackParam trackParamAtVertex;
 300     trackParamAtVertex.SetNonBendingCoor(x);
 301     trackParamAtVertex.SetBendingCoor(y);
 302     trackParamAtVertex.SetZ(z);
 303     trackParamAtVertex.SetBendingSlope(bendingSlope);
 304     trackParamAtVertex.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 305     trackParamAtVertex.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 306
 307     // add track parameters at vertex
 308     track.SetTrackParamAtVertex(&trackParamAtVertex);
 309
 310     // store the track
 311     track.SetTrackID(iTrackRef);
 312     tmpTrackRefStore->Add(track);
 313   }
 314
 315   CleanMuonTrackRef(tmpTrackRefStore);
 316
 317   delete hit;
 318   delete cStore;
 319   delete tmpTrackRefStore;
 320 }
 321
 322 //_____________________________________________________________________________
 323 void AliMUONRecoCheck::CleanMuonTrackRef(const AliMUONVTrackStore *tmpTrackRefStore)
 324 {
 325   /// Re-calculate hits parameters because two AliTrackReferences are recorded for
 326   /// each chamber (one when particle is entering + one when particle is leaving
 327   /// the sensitive volume)
 328   if (!(fTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 329
 330   Double_t maxGasGap = 1.; // cm
 331   Double_t x, y, z, pX, pY, pZ, x1, y1, z1, pX1, pY1, pZ1, z2;
 332   Double_t bendingSlope,nonBendingSlope,inverseBendingMomentum;
 333   AliMUONVClusterStore* cStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 334   if (!cStore) return;
 335   AliMUONVCluster* hit = cStore->CreateCluster(0,0,0);
 336
 337   // create iterator
 338   TIter next(tmpTrackRefStore->CreateIterator());
 339
 340   // loop over tmpTrackRef
 341   AliMUONTrack* track;
 342   while ( ( track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 343
 344     AliMUONTrack newTrack;
 345
 346     // loop over tmpTrackRef's hits
 347     Int_t iHit1 = 0;
 348     Int_t nTrackHits = track->GetNClusters();
 349     while (iHit1 < nTrackHits) {
 350       AliMUONTrackParam *trackParam1 = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit1);
 351
 352       // get track parameters at hit1
 353       x1  = trackParam1->GetNonBendingCoor();
 354       y1  = trackParam1->GetBendingCoor();
 355       z1  = trackParam1->GetZ();
 356       pX1 = trackParam1->Px();
 357       pY1 = trackParam1->Py();
 358       pZ1 = trackParam1->Pz();
 359
 360       // prepare new track parameters
 361       x  = x1;
 362       y  = y1;
 363       z  = z1;
 364       pX = pX1;
 365       pY = pY1;
 366       pZ = pZ1;
 367
 368       // loop over next tmpTrackRef's hits
 369       Int_t nCombinedHits = 1;
 370       for (Int_t iHit2 = iHit1+1; iHit2 < nTrackHits; iHit2++) {
 371         AliMUONTrackParam *trackParam2 = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit2);
 372
 373         // get z position of hit2
 374         z2 = trackParam2->GetZ();
 375
 376         // complete new track parameters if hit2 is on the same detection element
 377         if ( TMath::Abs(z2-z1) < maxGasGap ) {
 378           x  += trackParam2->GetNonBendingCoor();
 379           y  += trackParam2->GetBendingCoor();
 380           z  += z2;
 381           pX += trackParam2->Px();
 382           pY += trackParam2->Py();
 383           pZ += trackParam2->Pz();
 384           nCombinedHits++;
 385           iHit1 = iHit2;
 386         }
 387
 388       }
 389
 390       // finalize new track parameters
 391       x  /= (Double_t)nCombinedHits;
 392       y  /= (Double_t)nCombinedHits;
 393       z  /= (Double_t)nCombinedHits;
 394       pX /= (Double_t)nCombinedHits;
 395       pY /= (Double_t)nCombinedHits;
 396       pZ /= (Double_t)nCombinedHits;
 397       bendingSlope = 0;
 398       nonBendingSlope = 0;
 399       inverseBendingMomentum = 0;
 400       if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 401         bendingSlope = pY/pZ;
 402         nonBendingSlope = pX/pZ;
 403       }
 404       Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 405       if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 406       inverseBendingMomentum *= trackParam1->GetCharge();
 407
 408       // set hit parameters
 409       hit->SetUniqueID(AliMUONVCluster::BuildUniqueID(trackParam1->GetClusterPtr()->GetChamberId(), 0, 0));
 410       hit->SetXYZ(x,y,z);
 411       hit->SetErrXY(0.,0.);
 412
 413       // set new track parameters at new hit
 414       AliMUONTrackParam trackParam;
 415       trackParam.SetNonBendingCoor(x);
 416       trackParam.SetBendingCoor(y);
 417       trackParam.SetZ(z);
 418       trackParam.SetBendingSlope(bendingSlope);
 419       trackParam.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 420       trackParam.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 421
 422       // add track parameters at current hit to the track
 423       newTrack.AddTrackParamAtCluster(trackParam, *hit, kTRUE);
 424
 425       iHit1++;
 426     }
 427
 428     newTrack.SetTrackID(track->GetTrackID());
 429     newTrack.SetTrackParamAtVertex(track->GetTrackParamAtVertex());
 430     fTrackRefStore->Add(newTrack);
 431
 432   }
 433
 434   delete hit;
 435   delete cStore;
 436 }
 437
 438 //_____________________________________________________________________________
 439 void AliMUONRecoCheck::MakeReconstructibleTracks()
 440 {
 441   /// Isolate the reconstructible tracks
 442   if (!(fRecoTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 443
 444   // create iterator on trackRef
 445   TIter next(fTrackRefStore->CreateIterator());
 446
 447   // loop over trackRef
 448   AliMUONTrack* track;
 449   while ( ( track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 450
 451     Bool_t* chamberInTrack = new Bool_t(AliMUONConstants::NTrackingCh());
 452     for (Int_t iCh = 0; iCh < AliMUONConstants::NTrackingCh(); iCh++) chamberInTrack[iCh] = kFALSE;
 453
 454     // loop over trackRef's hits to get hit chambers
 455     Int_t nTrackHits = track->GetNClusters();
 456     for (Int_t iHit = 0; iHit < nTrackHits; iHit++) {
 457       AliMUONVCluster* hit = ((AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit))->GetClusterPtr();
 458       chamberInTrack[hit->GetChamberId()] = kTRUE;
 459     }
 460
 461     // track is reconstructible if the particle is depositing a hit
 462     // in the following chamber combinations:
 463     Bool_t trackOK = kTRUE;
 464     if (!chamberInTrack[0] && !chamberInTrack[1]) trackOK = kFALSE;
 465     if (!chamberInTrack[2] && !chamberInTrack[3]) trackOK = kFALSE;
 466     if (!chamberInTrack[4] && !chamberInTrack[5]) trackOK = kFALSE;
 467     Int_t nHitsInLastStations = 0;
 468     for (Int_t iCh = 6; iCh < AliMUONConstants::NTrackingCh(); iCh++)
 469       if (chamberInTrack[iCh]) nHitsInLastStations++;
 470     if(nHitsInLastStations < 3) trackOK = kFALSE;
 471
 472     // Add reconstructible tracks to fRecoTrackRefStore
 473     if (trackOK) fRecoTrackRefStore->Add(*track);
 474
 475     delete [] chamberInTrack;
 476   }
 477
 478 }
 479